[发明专利]串联附加电阻差值法的特小直流电阻测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电工测量技术，涉及直流电阻的测量方法，尤其是对电阻值小于1×10^-4～10^-7Ω之间的特小直流电阻的测量。

背景技术

随着新技术的发展，新导体材料、新大型电器和新大型电机的不断涌现，对这些新材料、新器件等试验时，常常要进行电阻率的测量，有的金属试样受几何形状的影响，其电阻很小，只有几μΩ或更小。为了克服测量小直流电阻时的测量结果受测量导线电阻的影响，根据中国国家标准GB 3048.2-83的规定，阻值在10Ω以下的小直流电阻测量都必须采用“四点法”，四点法如附图1所示，采用直流双臂电桥ZSD测量直流小电阻，属于电桥测量法，即将被测电阻R_X两端采用两对接头，一对是电流接头C1、C2，另一对是电位接头P1、P2，共四个接点，电流接头C1、C2在外接触面积大，电位接头P1、P2在内，这样，测量导线电阻和电流端接触电阻不参与电桥平衡，排除测量导线电阻的影响，通过被测电阻R_X与接入直流双臂电桥ZSD内部的标准电阻比较得出电阻值，标准电阻精度高时比较的结果精度也就高，使得10Ω以下的小电阻测量准确，最小分辨率能达到0.1μΩ。但这种测量方法的缺陷是：虽然能够解决测量导线电阻对测量的影响，但没有解决直流双臂电桥ZSD内部具有的标准电阻对测量的影响，其有效测量范围一般在1×10^-4～11Ω，当需要测量小于1×10^-4～10^-7Ω的特小电阻时，其误差大大超出允许值。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中四点法测量小直流电阻的不足，提供了一种串联附加电阻差值法的特小直流电阻精确测量方法，在不提高直流双臂电桥ZSD测量电流的情况下，能精确测量阻值小于1×10^-4～10^-7Ω之间的特小直流电阻。

本发明实现上述目的采用的技术方案是：直流双臂电桥的左右两端接头中的一对电流接头在外，另一对电位接头内；先将直流双臂电桥左右两端接头均连接特小被测电阻R_X的任一端，在特小被测电阻R_X一端与直流双臂电桥一端接头之间串接附加电阻R_Add，测量出第一次被测总电阻R₁为：R₁＝R_Add+r_A1+r_A2；r_A1是附加电阻连接点的接触电阻；r_A2是直流双臂电桥另一端连接点的接触电阻；再将直流双臂电桥的串接附加电阻R_Add一端以及不具有附加电阻R_Add另一端分别连接特小被测电阻R_X的两端，测量出第二次被测总电阻R₂为：R₂＝R_Add+r_A1+r_A2+R_X；最后根据公式R_X＝R₂-R₁计算出特小被测电阻R_X。

本发明测量的特小被测电阻值由不附加电阻和附加电阻两次测量得到的差值决定，排除了直流双臂电桥ZSD内部的标准电阻以及所有接触电阻和测量导线电阻的影响，在不增加电流端电流的情况下测量特小电阻，使被测特小电阻无温升现象，测量方法简单有效，测量结果可靠精确。

附图说明

图1是现有技术中直流双臂电桥ZSD四点法测量小直流电阻的电路原理图；

图2-3为本发明电路原理图。

具体实施方式

本发明在图1的直流电桥ZSD四点法的基础上，保留直流双臂电桥ZSD的一档步进盘标准电阻(0.01Ω)，精确测量小于1×10^-4～10^-7Ω的特小电阻。在测量特小被测电阻R_X时附加电阻R_Add，通过两次测量最后得出特小被测电阻R_X值，具体测量步骤如下：